Первый пример искусственной химической эволюции
Исследователи сделали важный шаг к созданию искусственной жизни, продемонстрировав систему химической эволюции, основанной на относительно простых превращениях и не требующей использования ДНК. Процесс химической эволюции роботизирован и в перспективе может найти применение для создания новых веществ, способных выполнять специфические задачи.
Рисунок из Nature Comm.
В ходе создания новой системы была использована open source роботизированная система, управляющая недорогим принтером для трехмерной печати, способная создавать капли масла в заполненной водой чашке Петри, а также следить за их судьбой. Капли представляли собой смесь (для каждой количественный состав был индивидуален) четырех различных соединений.
Руководителем исследования был профессор Университета Глазго Ли Кронин (Lee Cronin).
Масляные капли перемещаются в воде подобно примитивным химическим машинам, преобразуя химическую энергию в кинетическую. Видеокамера роботизированной системы фиксировала, обрабатывала и анализировала особенности поведения каждой из 255 капель различного состава, идентифицируя случаи простого колебания и коагуляции.
Для следующего этапа исследования было выбрано три типа поведения капель – их деление, поступательное движение и колебание. С помощью робота капли с одинаковым составом были перераспределены, после чего изучалось, насколько точно эти колонии капель соответствуют критериям поведения, предложенным учеными.
Был определен химический состав капель, наиболее приспособленных к условиям окружающей среды, после чего этот состав был перенесен на второе поколение капель, и процесс роботизированного отбора начался сначала. Через 20 циклов такого отбора было обнаружено, что капли стали стабильнее, смоделировав тем самым процесс естественного отбора в ходе эволюции.
Кронин отмечает, что результаты работы представляют собой первый пример эволюционирующей химической системы, работающей без биогенных компонентов. Он заявляет, что биологическая эволюция дала начало многообразию зачастую совершенно причудливых форм жизни, а роботизированная система химической эволюции может сделать что-то подобное для химических систем.
Также автор добавляет, что в последние годы получен огромный объем информации о биологической эволюции, полученный с помощью компьютерных симуляций. Результаты данного исследования предоставляют новые способы изучения процесса происхождения жизни и, возможно, создания самовоспроизводящихся химических систем.
По материалам nature.com
Источник: chemport.ru
